First measurement of surface nuclear recoil background for argon dark matter searches
直接寻找弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的一个主要背景来自氡子体在探测器表面的沉积。最危险的表面背景是由$^{210}$ Po衰变产生的$^{206}$ Pb反冲。在这封信中，我们报告的第一个特点，这种背景下的液态氩。测量到低能Pb反冲的闪烁信号在氩气中是高度猝灭的，我们估计103 keV的$^{206}$ Pb反冲背景产生的闪烁信号与~ 5 keV（30 keV）电子反冲（$^{40}$ Ar反冲）的闪烁信号相等。此外，我们证明，这种危险的$^{210}$ Po表面背景可以抑制的一个因素~100或更高的脉冲形状歧视的方法，这可以使氩暗物质探测器附近的背景免费和提高他们的潜力，发现中等和高质量的WIMP。我们还讨论了对其他低本底实验的影响。
2016-09-22 physics.ins-det
First demonstration of a sub-keV electron recoil energy threshold in a liquid argon ionization chamber
我们描述了亚千电子伏的电子反冲能量阈值在双相液氩时间投影室的第一个演示。这是一个重要的一步，在努力开发一种探测器，能够识别电离信号产生的核反冲能量的顺序为几千电子伏及以下。我们通过观察Ar-37的K-和L-壳层电子俘获衰变后的能谱中2.82 keV和0.27 keV处的峰获得了这一结果。Ar-37源的制备进行了详细描述，因为它使校准，也可能证明是有用的暗物质直接检测实验。一个内部放置的Fe-55 X射线源同时提供了另一个校准点在5.9千电子伏。我们讨论了在这三个校准能量下液氩中的电离产额和电子复合。
2013-07-19 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Electron recombination in low-energy nuclear recoils tracks in liquid argon
本文分析了在液氩探测器中反冲原子电离径迹中的电子-离子复合过程。该分析是基于计算机模拟的结果，其中使用现实的电子输运和反应模型。计算再现了最近的实验结果的电离产额从6.7 keV的核反冲在LAr。逃逸重组的电子数的统计分布被发现偏离二项分布，并获得核反冲轨道的重组波动的估计。的复合动力学的研究表明，一个显着的一部分电子进行非常快的静态复合，效果可能是负责的弱漂移场依赖性的电离产率从核反冲在一些稀有液体。所获得的结果可能是有用的，在寻找假设的暗物质粒子和其他研究，涉及到反冲核的检测。
2016-02-10 physics.ins-det
Calibration Plan for the SBC 10-kg Liquid Argon Detector with 100 eV Target Threshold
SBC 10公斤液氩探测器通过核汤姆逊散射和热中子捕获技术实现100eV目标阈值的校准，用于暗物质和中微子实验。
2025-12-05 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of Scintillation and Ionization Yield and Scintillation Pulse Shape from Nuclear Recoils in Liquid Argon
利用美国Notre Dame结构与核天体物理研究所的低能脉冲窄谱带中子束辐照双相液氩时间投影室（LAr-TPC），测量了反冲核在液氩中的闪烁和电离产额随外加电场的变化。安排液体闪烁计数器来探测和识别TPC中散射的中子，并选择反冲核的能量。我们报告测量的闪烁产额的核反冲能量从10.3至57.3千电子伏和中值施加的电场从0至970 V/cm。对于电离产率，我们报告测量从16.9至57.3千电子伏和电场从96.4至486 V/cm。我们还报告了闪烁和电离之间的关系，从核反冲，这是类似的闪烁和电离之间的关系，从电子反冲的观察。假设从$^{83m}$ Kr内转换电子到激子和离子对的能量损失分配与从$^{207}$ Bi转换电子到激子和离子对的能量损失分配相当，我们得到了在16.9 - 57.3 keV核反冲产生的激子（$N_{ex}$）和离子对（$N_i$）的数目及其比率（$N_{ex}/N_i$）。由于柱状复合，在LAr-TPC信号的方向敏感性参数的启发，平行和垂直于所施加的电场的反冲的光和电荷产率的比较首次提出。
2015-05-27 hep-ex physics.ins-det
First measurement of the ionization yield of nuclear recoils in liquid argon
这封信详细介绍了6.7 keV $^{40}Ar$原子在液氩探测器中停止的电离产额（$Q_y$）的测量。在240- 2130 V/cm的电场范围内，探测到的$e^{-}/\mbox{keV}$的$Q_y$为3.6-6.3，这对于使用这种探测器介质来寻找来自假设的暗物质粒子相互作用和来自相干弹性中微子核散射的信号是令人鼓舞的。观察到一个显着的依赖$Q_y$上施加的电场的离子复合的上下文中解释。
2014-05-01 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
A method to suppress dielectric breakdowns in liquid argon ionization detectors for cathode to ground distances of several millimeters
我们提出了一种方法，以达到电场强度高达400千伏/厘米的液氩阴极接地距离为几毫米。这可以通过抑制来自阴极的场发射来实现，克服我们先前报道的限制。
2014-06-16 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the ionization yield of nuclear recoils in liquid argon using a two-phase detector with electroluminescence gap
惰性气体液体电离产额的测量与暗物质研究和中微子-核相干散射实验中核反冲探测器的能量刻度有关。在本工作中，我们进一步研究了核反冲在液体Ar中的电离产额，使用两相探测器与电致发光间隙和DD中子发生器。在233 keV和0.56和0.62 kV/cm的电场下测量了液态Ar中核反冲的电离产额，其值分别为5.9 $\pm$、0.8和7.4 $\pm$ 1 e $^-$ /keV。确定了电离产率对能量和电场的特性依赖关系，同时将所获得的结果与在较低能量和较高电场下的结果进行了比较。
2017-05-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Study of nuclear recoils in liquid argon with monoenergetic neutrons
为了发展液态氩暗物质探测器，我们在实验室里组装了一个装置，将中子散射到一个小的液态氩靶上。中子通过氘等离子体中的核聚变以单能量（E_kin=2.45 MeV）产生，并被准直到以单相模式（零电场）操作的3”液氩池上。有机液体稀释器用于标记散射中子并提供飞行时间测量。该装置的设计是为了研究光脉冲的形状和闪烁产额从核和电子反冲，以及从α粒子在工作点有关的暗物质搜索。液氩提供了可能性，以审查闪烁收益在贵液体相对于人口的两个基本准分子状态。在这里，我们介绍了此类研究的实验方法和最近数据的初步结果。
2012-03-05 astro-ph.IM physics.ins-det
Direct measurement of the ionization quenching factor of nuclear recoils in germanium in the keV energy range
本文报道了在$_{nr}$能量为0.4 ~ 6.3keV范围内，锗的电离猝灭因子的测量。在这个能量范围内精确了解这一因素与用锗基探测器进行的相干弹性中微子-核散射和低质量暗物质搜索有关。用单能中子束辐照高纯锗靶，在很低的能量阈值下产生核反冲。通过与周围基于液体闪烁体的中子探测器的运动学约束符合直接测量电离猝灭因子的能量依赖性。详细讨论了测量的系统不确定度。在[0.4，6.3] keV $_{nr}$能量范围内，测量的猝灭因子在0.16和0.23之间，数据与Lindhard理论兼容，参数$k$为0.162 $\pm$ 0.004（stat+sys）。
2022-09-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Technique for Surface Background Rejection in Liquid Argon Dark Matter Detectors using Layered Wavelength-Shifting and Scintillating Thin Films
本文提出了一种在液氩探测器中利用分层波长移动、反射和非反射膜实现表面$α$事件与低能核反冲的鉴别技术。大于$10^{8}$的鉴别能力，类似于氩气中电子反冲的鉴别能力，可以通过在波长移动器涂覆的表面上添加具有适当慢的衰减时间（大约300 ns或更长）的50微米闪烁体层来实现。该技术将允许在一个非常大的下一代氩暗物质实验（具有数百平方米的表面积）中抑制表面$α$事件，而不需要位置重建，从而允许在暗物质搜索中利用更多的仪器质量。该技术也可用于抑制低能核反冲的紧凑型氩探测器中的表面背景，例如在相干中微子-核散射的测量或中子通量的灵敏测量中。
2020-07-05 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Liquid Argon Cryogenic Detector Calibration by Inelastic Scattering of Neutrons
本文提出了一种标定低温液氩探测器对8.2keV反冲的响应的方法。该方法利用聚变DD中子发生器产生的单能中子的非弹性散射过程。非弹性散射的运动学特征导致相对于具有相同反冲能量和兼容能量分辨率的传统方案利用弹性散射的有用事件的计数率充分（40倍）增加。所提出的校准方案的益处最好通过使用标记中子发生器作为中子源来实现，其允许消除源自低温检测器和散射中子的附加检测器上的信号的偶然重合的背景。
2014-07-10 hep-ex physics.ins-det
Properties for liquid argon scintillation for dark matter searches
本文对5 ~ 250 keV能量的反冲氩离子在液氩中的闪烁产额进行了评价，以用于直接寻找暗物质。用Lindhard理论估计核猝灭。基于双激子扩散反应机制的理论模型进行电子（闪烁）淬灭。电子LET（线性能量转移）进行评估，并用于获得由于反冲Ar离子的初始轨道结构。结果进行了比较，从中子的核反冲的实验值。讨论了闪烁和电离在电场中的行为。带着辐射物理学和化学的笔记来搜索暗物质。
2019-03-14 physics.ins-det
Ionization and scintillation of nuclear recoils in gaseous xenon
在电致发光时间投影室中同时观测到了氙在14巴压力下的核反冲产生的电离和闪烁。中子从放射性同位素$α$ -Be中子源被用来诱导氙核反冲，并观察到的反冲光谱进行了比较，一个详细的蒙特卡罗采用估计的电离和闪烁产率的核反冲。的能力，区分电子和核反冲使用的比率电离初级闪烁证明。这些结果鼓励进一步研究在气相中使用氙作为暗物质直接探测实验中的探测介质。
2014-09-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Properties of Liquid Argon Scintillation Light Emission
液态氩由于其优异的电荷产额和输运特性以及作为闪烁体而被用作各种中微子和暗物质实验的活性介质。在127 nm附近的10 nm窄谱带内发射出液态氩闪烁光子，其特征时间分布由激发态Ar $_2^*$的最低单重态和三重态衰变到离解基态的两个分量组成。提出了一个模型，该模型考虑了通过与其他三重态的自相互作用或通过与分子Ar $_2^+$离子的相互作用的长寿命的三重态的猝灭。该模型预测的闪烁信号的时间分布和依赖于外部电场的强度和沉积的能量的密度，如果未淬灭的快速和缓慢的组件的相对丰度是已知的。该模型成功地解释了实验观察到的慢分量的特征时间对所施加的电场的强度和增加的光子产额的液体氩掺杂少量的氙（在ppm水平）的依赖性。该模型还预测了电子和核反冲的脉冲形状参数$_{prompt}$对反冲能量的依赖关系以及核反冲在液氩中的相对光产额$\mathcal{L}_{eff}$的行为
2020-12-11 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Ionization Produced by 254 eVnr Nuclear Recoils in Germanium
本研究重新测量了锗中 254 eVnr 核反冲产生的电离，发现其电离产额和猝灭因子显著高于 Lindhard 模型预测值，此电离增强有望大幅提升高纯锗探测器在暗物质和中微子探测中的灵敏度。
2024-09-23 nucl-ex physics.ins-det
Ionization Yield from Nuclear Recoils in Liquid-Xenon Dark Matter Detection
在keV核反冲能区研究了两相液态氙暗物质探测器的电离产额。新获得的核猝灭以及最近测量的产生电子-离子对所需的平均能量被用来计算产生的总电荷。为了估计收集到的电子电荷的分数，将Escheras-Imel模型推广到描述液体氙中核反冲的场依赖性。利用实验测量的56.5keV核反冲的自由参数，预测了核反冲电离产额的能量依赖性，随反冲能量的减小而增大，在2~3 keV时达到最大值。这一预测与现有数据吻合良好，并可能有助于降低核反冲的能量检测阈值~1 keV。
2013-10-08 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Scintillation efficiency of liquid argon in low energy neutron-argon scattering
在实验中寻找与惰性气体（如液态氩）弱相互作用的大质量粒子，需要非常低的核反冲探测阈值。闪烁效率的测定对于量化探测器在低能量下的响应至关重要。我们报告的结果与一个小的液氩细胞使用单能中子束产生的氘-氘聚变源。在零电漂移场下，测量了六个氩反冲能量在11和120 keV之间的光产额。
2015-06-04 astro-ph.IM hep-ph physics.ins-det
$\texttt{nrCascadeSim}$ -- A simulation tool for nuclear recoil cascades resulting from neutron capture
中子俘获引起的核反冲已经成为暗物质直接探测和相干弹性中微子-核散射（CE $ν$ NS）中探测器校准的重要工具。$\texttt{nrCascadeSim}$是一个命令行工具，用于生成纯材料上中子捕获产生的能量沉积的模拟数据。目前，支持硅、锗、氖和氩。虽然该软件是为固态探测器校准而开发的，但它可用于任何需要模拟中子捕获引起的核反冲数据的应用。
2022-02-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Scintillation and Ionization Responses of Liquid Xenon to Low Energy Electronic and Nuclear Recoils at Drift Fields from 236 V/cm to 3.93 kV/cm
本文报道了在236 V/cm ~ 3.93 kV/cm的不同漂移场下，利用具有高能量和位置分辨率的三维灵敏液氙时间投影室，对低能电子（约3--7 keV $_{ee}$）和核反冲（约8--20 keV $_{nr}$）在液氙中的闪烁和电离产额的新测量结果。我们测量的信号响应核反冲同意从NEST模型的预测。然而，我们测量的电子反冲电离（闪烁）产额始终高于（低于）从NEST模型约5 e $^-$ /keV $_{ee}$（ph/keV $_{ee}$）在所有扫描的漂移场。新的复合参数的基础上的Mesquas-Imel盒模型来自我们的数据。由于以前缺乏对液态氙中低能电子反冲的闪烁和电离产额的精确测量，我们的新测量提供了迄今为止最好的可用数据，覆盖了与暗物质搜索相关的液态氙探测器在不同漂移场的低能区。
2015-07-14 hep-ex physics.ins-det
Study of ionization signals in a TPC filled with a mixture of liquid Argon and Nitrogen
本文报道了在充有液态氩并掺有不同比例氮的时间投影室（TPC）中宇宙线μ子和康普顿电子电离径迹信号的证据。这项研究已经进行了鉴于可能使用的液态氩/氮TPC的氮吸收光谱，一个有前途的技术，用于安全和医疗应用的共振带中的伽马射线的检测。
2008-09-18 physics.ins-det
Measurement of the ionization yield from nuclear recoils in liquid xenon between 0.3 -- 6 keV with single-ionization-electron sensitivity
双相氙TPC探测器是一种高度可扩展和广泛使用的技术，用于搜索来自WIMP暗物质或$\sim$ MeV中微子的相干核散射的低能核反冲信号。这样的实验期望测量来自这样的源的O（keV）电离或闪烁信号。然而，在$\sim1\,$ keV及以下，液体氙中的信号校准具有很大的不确定性，直接影响现有和未来实验的假定灵敏度。在这项工作中，我们报告了一个新的测量的电离产额的核反冲信号在液体氙低至0.3 $\,$ keV $\,\,$ -最低的能量校准报告的日期-在该能量的平均事件仅产生1.1电离~电子。在2和6 $\,$ keV之间，我们的测量结果与现有的测量结果一致，但显着提高了精度。在较低的能量，我们观察到一个下降的趋势，偏离简单的推断现有的数据。我们还研究了电离产率对220 V/cm和6240 V/cm之间的液体氙中所施加的漂移场的依赖性，使这些测量适用于宽范围的电流和不同的操作参数的建议实验。
2019-08-01 hep-ex physics.ins-det
Backgrounds and pulse shape discrimination in the ArDM liquid argon TPC
ArDM实验于2015年完成了单相调试运行，活性液氩靶质量接近1吨。通过对数据的分析和与模拟的比较，可以测试关键的探测器特性，并确认该装置的低背景性能。利用Cf-252中子刻度源的数据，用脉冲形状鉴别方法估算了电子反冲事件的统计抑制功率。电子和核反冲带的轮廓被发现是很好地描述高斯分布。采用这样一个模型，我们得出的电子反冲统计拒绝能力超过10 $^8$吨级液氩靶的事件超过50个检测到的光子在50%的核反冲接受值。室温下ArDM低温恒温器的Rn-222放射率为65.6 $\pm$ ± 0.4 $μ$ Hz/l，所用大气氩的Ar-39比活度为0.95 $\pm$ ± 0.05 Bq/kg。Canfranc地下站点的宇宙μ子通量被确定为2到3.5 $\times 10^{-3}m^{2}s^{-1}$。这些结果为ArDM在双相运行模式下的下一次物理运行铺平了道路。
2017-12-02 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Study of Neutron-Induced Ionization in Helium and Argon Chamber Gases
用于监测NuMI中微子束线中的次级强子和三级μ子束的离子室将暴露于背景粒子，包括束流收集器中产生的低能中子。为了理解这些背景，我们研究了氦和氩填充电离室暴露于强中子通量从PuBe中子源（$E_n=1-10$ MeV）。这些源每秒发射大约10个$^8$中子。导出了每个入射中子在腔室气体体积中的离子对数目。虽然有限的精度，因为一个大的伽马射线背景的PuBe源，我们的结果是一致的期望，中子在腔室气体中纯粹弹性相互作用。
2004-05-05 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Low-Energy (<10 keV) Electron Ionization and Recombination Model for a Liquid Argon Detector
详细了解稀有液体探测器的电离过程，对于它们在诸如寻找暗物质和相干弹性中微子-核散射等应用中的应用是重要的。稀有液体探测器对低能电离事件的响应目前还知之甚少。我们描述了一种新的模拟工具，它预测了电子能量沉积（E <10 keV）在液态Ar中的电离产额，包括产额对外加电漂移场的依赖性。用新模型计算了$^{37}$ Ar β衰变和$^{55}$ Fe X射线在液氩探测器中产生的电离信号。
2014-03-14 physics.atom-ph physics.ins-det
Liquid argon scintillation response to electronic recoils between $2.8$--$1275~{\rm keV}$ in a high light yield single-phase detector
测量了零电场下$2.82$ ~ $1274.6~{\rm keV}$能量范围内的电子反冲对液氩闪烁的响应。在该测量中使用的具有大光学覆盖范围的单相检测器基于具有高斯加附加指数项（仅具有高斯项）的光电倍增管单光电子响应建模，产生用于$511.0$ - ${\rm keV}$ $γ$ -射线事件的$12.8 \pm 0.3 ~ (11.2 \pm 0.3)~{\rm photoelectron/keV}$。它暴露于各种校准源，例如$^{22}{\rm Na}$和$^{241}{\rm Am}$ $γ$射线发射器，以及$^{252}{\rm Cf}$快中子发射器，该快中子发射器通过在聚四氟乙烯中与$^{19}{\rm F}$的$(n, n'γ)$反应诱导准单能$γ$射线。此外，检测器的高光检测效率使得能够识别大气氩中的宇宙成因同位素$^{37}{\rm Ar}$的$2.82$-${\rm keV}$峰。由全吸收峰得到了探测器的光产额和能量分辨率。我们发现高达约$25\%$移位的闪烁产额在整个能量范围和$3\%$的能量分辨率的$511.0$-${\rm keV}$线。用常数参数为$ς=0.033 ^{+0.012} _{-0.008}$的M-I箱模型解释了这一结果。对于液态氩，这是第一次测量的能量依赖的闪烁产量下降到几个${\rm keV}$在零场，并提供必要的输入调整氩响应模型用于物理实…
2020-11-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Comments on "Direct measurement of the ionization quenching factor of nuclear recoils in germanium in the keV energy range"
我们研究了最近测量的淬灭因子（QF）在锗在80 K，注意到一些不一致，能够影响声称的协议与Lindhard的离子停止形式主义在亚千电子伏的核反冲能量制度。也就是说，能量标度中被低估的不确定性和该标度中大的仪器非线性的缺失校正能够严重扭曲低能量下的QF行为，有利于降低值。讨论扩大到检查QF模型选择的影响，中微子的电磁性质的研究，使用CE $ν$ NS数据，支持在3.5 $σ$水平的非零电荷。
2022-03-08 hep-ex hep-ph nucl-ex
Drift Time Measurement in the ATLAS Liquid Argon Electromagnetic Calorimeter using Cosmic Muons
用宇宙μ子详细研究了ATLAS电磁量能器液态氩中的电离信号。特别是，电离电子的漂移时间的测量和用于评估的热量计间隙的固有均匀性，并估计其对能量分辨率的常数项的影响。电子在量热计第二层单元中的漂移时间是均匀的，在桶中为1.3%，在端盖中为2.8%。这导致对桶中常量项的估计贡献为（0.29 + 0.05-0.04）%，对端盖中常量项的估计贡献为（0.54 + 0.06-0.04）%。用同样的数据测量了液氩中电离电子的漂移速度，在88.5 K和1 kV/mm时，漂移速度为4.61 ± 0.07 mm/μs。
2010-07-04 hep-ex physics.ins-det
Ionization signals from electrons and alpha-particles in mixtures of liquid Argon and Nitrogen - perspectives on protons for Gamma Resonant Nuclear Absorption applications
本文报道了在充有不同混合液氩氮的时间投影室（TPC）中，康普顿电子和α粒子产生的电离信号的详细研究。在氮气浓度高达15%和漂移电场在0-50 kV/cm范围内进行测量。用插值法对质子电离信号进行了预测。这项研究已经进行了鉴于可能使用的液体Ar-N2 TPC的氮吸收光谱，一个有前途的技术，用于安全和医疗应用的共振带中的伽马射线的检测。
2010-08-24 physics.ins-det
Calibrating the scintillation and ionization responses of xenon recoils for high-energy dark matter searches
基于液体氙的直接探测暗物质实验最近扩大了他们的搜索范围，包括高能量的核反冲事件的有效场论暗物质和非弹性暗物质相互作用模型的动机，但很少有氙反冲校准100千电子伏以上。在这项工作中，我们测量的闪烁和电离产额氙反冲高达426千电子伏。该实验使用14.1 MeV中子在紧凑的液体氙时间投影室中散射氙，并产生39 keV和426 keV之间的准单能氙反冲。我们报告的氙反冲响应和它们的电场依赖性反冲能量高达306 keV，由于低事件统计和相对温和的场依赖性，在较高的能量下的产额值被报告为平均值的氙响应电场之间的0.2-2.0 kV/cm。这一结果将使基于氙的暗物质实验，以显着增加其高能量暗物质的灵敏度，包括能源领域，以前无法访问，由于缺乏校准。
2022-10-28 hep-ex physics.ins-det
A study of liquid argon detector's $n$/$γ$ discrimination capability with PMT or SiPM readout
本文基于实验数据模拟了液氩探测器在PMT和三种SiPM读出下的n/γ脉冲形状甄别能力，发现J-60035 SiPM性能最优，且后脉冲影响大于串扰，为光传感器选型提供指导。
2023-09-25 hep-ex physics.ins-det
Experimental study of ionization yield of liquid xenon for electron recoils in the energy range 2.8 - 80 keV
本文报道了用~（37）Ar、~（83）mKr、~（241）Am、~（129）Ar、~（131）Ar等同位素在液态氙中产生的能量低于100 keV的电子反冲的电离产额的首次实验研究结果。用~（37）Ar同位素（2.82）keV直接测量证实，在~ 10 keV能量范围内，电离产额随能量的减小而增大，这与NEST的预测一致。在3.75 kV/cm的电场下，2.82 keV的闪烁衰减时间为25 ± 3 ns。
2014-08-08 hep-ex physics.ins-det
Super-Lindhard Ionization from 254 eVnr Nuclear Recoils in Germanium
University of Michigan（密歇根大学）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文报道锗中254 eVnr核反冲产生的电离超过Lindhard预测，偏差达4.5西格玛，并提出经验过量电离模型以解释亚keV反冲的超Lindhard行为。
2026-09-21 physics.ins-det
A prototype liquid Argon Time Projection Chamber for the study of UV laser multi-photonic ionization
本文介绍了一个原型液体氩时间投影室（LAr TPC）的设计，实现和操作的检测器致力于开发一种新的在线监测和校准系统，利用紫外激光束。特别地，该系统旨在测量LAr中的初级电离的寿命，这又与LAr纯度水平相关。这种技术可以利用目前和下一代大质量LAr TPC的性能和校准的监测起着重要的作用。第一次测量的结果与一些考虑和展望。
2009-06-18 physics.ins-det
Investigating Ultra-Low Energy Ionization Yield from Nuclear Recoils in Semiconductor Detectors via Molecular Dynamics Simulations
College of physics, Sichuan University（四川大学物理学院）
本文通过分子动力学模拟研究半导体探测器中核 recoil 的电离产额，提出非参数化方法克服传统 Lindhard 模型限制，实现高能到电子-空穴对（EHP）区域的可靠评估，并在硅中取得最佳实验数据一致性的结果。
2026-03-17 hep-ex physics.ins-det
A measurement of the ionization efficiency of nuclear recoils in silicon
我们测量了动能在1.8 - 20 keV之间的硅核反冲的电离效率。我们用中子束轰击硅漂移二极管进行弹性散射实验。使用宽能中子谱，并使用散射中子的飞行时间和散射角的测量来重建核反冲能。Lindhard等人的理论很好地描述了这项工作的结果的总体趋势。超过4 keV的反冲能量。低于该能量，所呈现的数据显示出与模型的偏差。数据表明在低能量下比理论预测更快的下降。
2017-07-04 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Directional dark matter detection sensitivity of a two-phase liquid argon detector
我们研究了一个大规模的两相液氩探测器的暗物质信号的方向性的灵敏度。进行这项研究的假设下，超过50千电子伏的反冲能量，可以确定（具有一定的分辨率）的反冲核的方向，而没有头-尾歧视，如建议利用的依赖性的柱状复合的反冲核方向和电场之间的角度过去的研究。在本文中，我们研究的微分相互作用反冲率作为一个函数的反冲方向角相对于天顶的探测器位于Gran Sasso国家天文台，我们确定其昼夜和季节的调制。使用似然比为基础的方法，我们表明，与单独的角度信息，100个事件足以拒绝在三个标准差水平的各向同性假设。对于100吨年的辐照量，这相当于在200 GeV的WIMP质量下，自旋无关的WIMP-核子截面约为10^-46 cm ^2。本文的结果为实验测定两相液氩探测器中的定向反冲效应提供了有力的动力。
2019-01-14 astro-ph.CO hep-ph physics.ins-det
Observing the Migdal effect from nuclear recoils of neutral particles with liquid xenon and argon detectors
近年来，暗物质直接探测实验激发了人们对米格达尔效应的兴趣，在米格达尔效应中，它被用来将灵敏度扩展到较低的暗物质质量。由于缺乏对米格达尔效应的观测，信号的计算受到很大的理论不确定性的影响。因此，希望尝试对米格达尔效应进行第一次测量，并测试米格达尔效应的理论预测，以校准对潜在暗物质信号的实验响应。在这项工作中，我们探讨的可行性，观察在氙和氩的Migdal效应。我们对来自过滤源的低能中子进行了概念验证计算，并使用反应堆，Spanish中子源或$^{51}$ Cr作为潜在的中微子源。我们进行探测器模拟氙目标，并发现，与现有技术，低能量中子源是最有前途的，只需要一个温和的中子通量，探测器的大小，和曝光时间。
2022-04-27 hep-ph physics.ins-det
Measurement of the ionization produced by sub-keV silicon nuclear recoils in a CCD dark matter detector
本文报道了用电荷耦合器件（CCD）测量硅原子核在体硅中以亚keV动能反冲的电离效率。核反冲是由来自$^{124}$ Sb-$^{9}$ Be光中子源的低能中子（$<$ 24 keV）产生的，并且它们的电离信号被测量为低至60 eV电子当量。这个能量范围，以前未被探索过，与低质量暗物质粒子的探测有关。测量的效率被发现偏离外推到低能量的Lindhard模型。这一测量也证明了位于SNOLAB地下实验室的暗物质直接探测实验DAMIC所采用的CCD对核反冲的敏感性。
2016-11-10 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Ionization Efficiency Study for Low Energy Nuclear Recoils in Germanium
我们利用锗-72的内转换（$E_0$跃迁）间接测量了锗的低能核反冲。结合可靠的蒙特卡罗程序包（我们在其中实施了内部转换过程），将数据与Lindhard（$k$ =0.159）和Barker-Mei模型进行了比较。形状分析表明，这两个模型同意以及在该地区的数据在4%以内的利益。由形状分析得到的核反冲的最可几值（MPV）为17.5 keV，平均程长为0.014 $μ$ m。
2013-06-06 physics.ins-det
Scintillation efficiency and ionization yield of liquid xenon for mono-energetic nuclear recoils down to 4 keV
液态氙（LIPE）是一种用于探测弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式的暗物质的实验的优良材料。低能量检测阈值对于灵敏的WIMP搜索是必不可少的。对低能核反冲的相对闪烁效率（Leff）和电离产额的理解仅限于能量低于10 keV的情况。在本文中，我们提出了新的测量，扩展到4千电子伏的能量，发现Leff随能量的降低而降低。我们还测量了闪烁效率的淬火由于电场在LIGO，发现没有显着的字段依赖性。
2010-01-18 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
The Argon Dark Matter Experiment (ArDM)
ArDM实验是一台1吨级的液态氩TPC/量热计，用于探测无自旋氩核散射的暗物质粒子。这些产生反冲核的事件将通过它们的光荷比以及闪烁光的时间结构来识别。该实验目前正在建设中，并将在欧洲核子研究中心的地面上投入使用。在这里，我们描述了探测器的概念，并给出了一个简短的审查的主要探测器组件。
2008-12-08 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Calibration of the liquid argon ionization response to low energy electronic and nuclear recoils with DarkSide-50
DarkSide-50已经证明了双相液氩时间投影室在探索GeV/c $^2$质量范围内的WIMP相互作用方面的高潜力。该技术的基础上，通过在气相中的电致发光放大的电离信号的检测，允许探索反冲能量下降到子千电子伏的范围。利用DarkSide-50测量了$\sim$ 180~eV $_{er}$的电子反冲电离产额，利用$^{37}$ Ar和$^{39}$ Ar衰变，并用D-I-mel盒模型外推到少数电离电子。此外，我们提出了一个依赖于模型的测定核反冲的电离响应$\sim$ 500~eV $_{nr}$，有史以来最低的液氩，使用\textit{in situ}中子校准源和外部数据集从中子束实验。
2021-09-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Study of the ionization efficiency for nuclear recoils in pure crystals
本文研究了Lindhard理论中的基本积分方程，该方程描述了在考虑原子结合能的情况下，原子在纯物质中由核反冲所产生的运动能量。的数值解，这只取决于速度成比例的电子阻止本领和结合能的斜率，导致电离效率的估计，这是在良好的协议与现有的实验测量Si和Ge。在这个模型中，核反冲的淬灭因子在等于假定结合能的两倍的能量处具有截止。我们认为，该模型是一个合理的近似锗，即使接近截止的能量，而硅是有效的反冲能量大于~500 eV。
2020-04-24 hep-ph physics.ins-det
First results on light readout from the 1-ton ArDM liquid argon detector for dark matter searches
ArDM-1 t是下一代WIMP探测器的原型，它可以测量1吨液态氩靶中的闪烁光和核反冲电离电荷。我们的目标是达到最小反冲能量为30.keVr，以检测反冲核。在本文中，我们描述了实验的概念和目前的光探测系统的结果，在欧洲核子研究中心的表面上第一次在ArDM测试。对于初步的和不完整的一组PMT，发现在零电场下的光产额在0.3-0.5 phe/keVee之间，这取决于检测器体积内的位置，证实了我们基于较小检测器设置的预期。
2010-10-27 physics.ins-det
Status and New Ideas Regarding Liquid Argon Detectors
目前正在考虑将大型（高达$\sim 100$ kt）液氩时间投影室探测器用于质子衰变研究和中微子天体物理学，以及用于下一代长基线中微子振荡实验的远探测器，这些实验的目的是确定中微子质量等级和在轻子部分寻找CP破坏。这些探测器依赖于在超高纯度条件下（可能在地下环境中）组装大量LAr的能力，以及实现电离电荷相对较长漂移的能力。已经提出了几种建议，每种建议对低温容器的设计采取不同的方法，并具有不同的模块化尺度，以达到物理学规定的最终质量。新的探测器概念，与创新的读出电子设计和新的方法读出的电离电荷和闪烁光，已被提出。
2013-07-26 hep-ex physics.ins-det
ArgoNeuT: A Liquid Argon Time Projection Chamber Test in the NuMI Beamline
液氩时间投影室探测器非常适合研究中微子相互作用和探测表征中微子振荡的参数。电离粒子在纯化氩气中长距离漂移的能力以及在大量闪烁光下触发的能力允许优异的粒子识别和触发能力。在这些会议记录的细节ArgoNeuT试验束项目后，将简要介绍探测器技术。ArgoNeuT是一个175升的探测器，暴露在费米实验室的NuMI中微子束线下。在ArgoNeuT中观察到的第一个中微子相互作用将被呈现，以及对该数据样本进行的各种物理分析的讨论。
2009-10-18 hep-ex physics.ins-det
X-ray ionization yields and energy spectra in liquid argon
本工作的主要目的是为基于液态Ar探测器的稀有事件低温雪崩探测器（CRADs）研究和其他实验提供液态Ar中X射线电离产额和能谱的参考数据。我们提出了两个相关的研究结果。首先，X射线复合系数的能量范围为10-1000 keV和电离产额在不同的电场，在0.6和2.3 kV/cm，在液体Ar的基础上的一个专门的实验结果。其次，在15-40 keV的能量范围内的脉冲X射线在液体Ar中的能量谱，在给定的实验中获得的，包括与两相CRAD，解释和比较使用计算机程序计算，以正确地确定吸收的X射线能量。首次系统地给出了液态Ar的X射线复合系数和电离产额。
2016-01-20 physics.ins-det
The Argon Dark Matter Experiment
ArDM实验是一个1吨的液态氩TPC/量热计，设计用于探测暗物质粒子，这些粒子可以从无自旋的氩核散射，产生核反冲。这些事件将通过它们的光荷比以及闪烁光的时间结构来辨别。该实验目前正在欧洲核子研究中心的地面上进行建设和调试。低温操作和光探测性能最近在一次全1吨液态氩靶的测试运行中得到了证实，该测试运行是在纯量热操作下进行的，并带有一个原型光读出系统。本文介绍了实验的概念，主要的探测器组件，并提出了一些初步的结果。
2009-12-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Measurement of the drift field in the ARGONTUBE LAr TPC with 266~nm pulsed laser beams
ARGONTUBE是一种液氩时间投影室（LAr TPC），具有由Greinacher电压倍增器电路原位产生的漂移场。我们目前的结果上的漂移场分布的测量ARGONTUBE使用直电离轨道产生的强紫外激光束。我们的分析是基于一个简化的模型的充电的多级Greinacher电路来描述的电压场笼环。
2014-10-30 hep-ex physics.ins-det
Search for WIMPs in liquid argon
我们来自苏黎世大学的团队正在进行大型液氩探测器的设计研发工作，以检测弱相互作用大质量粒子（WIMP）。该项目是由ASPERA资助的DARWIN协作开发的，旨在为使用惰性液体的下一代WIMP搜索准备提案。我们正在进行研究与开发，以检测来自反冲氩核的真空紫外光。用一吨液态氩（ArDM原型）和前景使用单能中子源获得的结果进行了讨论。
2011-05-23 astro-ph.IM physics.ins-det
Ionization Yield in Silicon for eV-Scale Electron-Recoil Processes
单电荷分辨宏观硅探测器的发展为O（eV）尺度的罕见过程打开了一扇窗。为了重建给定事件的能量，或者对针对由检测器中的电子吸收的给定量的能量而获得的电荷信号进行建模，需要精确的电荷产额模型。在本文中，我们回顾现有的测量硅中的电荷产额，特别是在低于1千电子伏的区域。我们突出了12-50 eV之间的校准间隙（称为“UV间隙”），并采用碰撞电离的唯象模型来探索在这种能量状态下可能的电荷产率。最后，我们探讨了这个模型的变化对测试用例的影响，即暗物质散射电子，以说明电荷产率的不确定性的科学影响。
2020-04-24 astro-ph.IM hep-ex physics.data-an
Recent updates on the ArDM project: A Liquid Argon TPC for Dark Matter Detection
ArDM是新一代的WIMP探测器，它将同时测量液体氩的闪烁和电离产生的光和电荷。我们的目标是建造、表征和操作1吨液氩地下探测器。该项目依赖于将电离产生的电子从液体提取到检测器的气相中的可能性，以放大并用大型电子倍增器检测器读出。氩VUV闪烁光必须用波长移位器（例如四苯基丁二醇）转换，以便由具有双碱光电阴极的光电倍增管检测。本文介绍了基于LEM的电荷读出和光读出系统的研究与开发情况，以及首次在全尺寸探测器上进行的温、冷氩气光读出试验。
2008-10-24 physics.ins-det
Search for Dark Matter with Liquid Argon and Pulse Shape Discrimination: Results from DEAP-1 and Status of DEAP-3600
在过去的十年中，直接暗物质搜索已经成为一个非常活跃的研究计划，在世界范围内产生了数十个项目，并导致了相互矛盾的结果。正是在这个阶段，液态氩和脉冲形状鉴别（DEAP）的暗物质实验即将进入。该装置采用3600 kg液氩靶和1000 kg基准质量，设计3年无本底运行，对100 GeV的WIMP质量达到了前所未有的10 $^{-46}$ cm $^2$的灵敏度。为了实现这一令人印象深刻的壮举，合作遵循了双管齐下的方法：仔细选择进入探测器结构的每一种材料，以抑制背景，并最佳使用脉冲形状鉴别（PSD）技术将核反冲与电子反冲分离。利用从7公斤原型DEAP-1获得的经验，SNOLAB（加拿大萨德伯里）正在完成一个3 600公斤的探测器，预计将于2014年年中开始采集数据。
2014-06-02 astro-ph.IM physics.ins-det
